细水雾熄灭K类火灾的全尺寸模拟实验

利用ISO 9705全尺寸多功能热释放速率测试仪在开放空间研究了细水雾作用下K类火灾的发展过程,实验中对细水雾作用下食用油火的温度、热释放速率及烟气的主要特性参数变化规律进行了测量与研究,分析了预燃时间对灭火有效性的影响,系统地阐述了细水雾作用下K类火灾关键特性参数的变化规律．实验发现,细水雾可以有效地抑制K类火灾的发展,在其作用下火焰温度及热释放速率快速降低,并可以有效地冲刷烟气,降低一氧化碳及二氧化碳的浓度,提高氧气的浓度及火场能见度．同时利用稳定火源热释放速率模型计算了K类火灾发展阶段的热释放速率,与实验测量结果比较发现,模型可准确地预测K类火灾发展阶段的热释放速率的变化规律．     

典型壁面装饰材料的热释放速率模型

根据顺流火蔓延理论推导了适用于ISO 9705墙角火实验的壁面材料火蔓延的热释放速率数学模型,考虑到材料厚度对热释放速率的影响,在模型推导过程中引入了一个与材料厚度相关的参数α,同时在小尺寸实验得到的材料火灾特性数据基础上,利用发展出来的热释放速率模型,对4种不同厚度胶合板的全尺寸热释放速率进行预测,并将预测结果与全尺寸实验结果进行比较.结果表明,本文建立的数学模型能够较好地预测较厚材料的热释放速率变化趋势.     

细水雾作用下火灾烟气典型特性参数的变化规律

利用ISO 9705全尺寸多功能热释放速率测试仪研究细水雾作用下火灾烟气的消光系数、质量密度及辐射热通量等特性参数的变化规律,通过改变细水雾工作压力、喷头种类和喷头数量等参数研究雾滴粒径、喷雾强度等对烟气特性参数的影响规律.确定了受限空间通风助燃和熄灭火焰的临界速率.实验发现,火源热释放速率是影响烟气特性参数变化规律的主要内在因素.研究结果为细水雾技术用于火灾烟气抑制提供了科学的参考依据.     

预测柴油机气缸内火焰辐射传热的一个单区模型

建立了一个以压力示功图为基础来计算柴油机气缸内火焰辐射传热的一个单区模型,利用该模型对一台直喷柴油机气缸内火焰辐射热流量随曲轴转角变化情况进行了计算,并计算结果与实测结果进行了比较,表明该模型能较好预测所缸内火焰辐射传热量,在工程上有应用价值。     

基于混合分数的离散反应模型在火灾大涡数值模拟中的应用

采用预定的混合分数概率密度函数,将基于混合分数的离散反应模型拓展到火灾大涡模拟,并将其嵌入火灾模拟软件FireFOAM.单方程的亚网格湍流方程用于对经空间滤波的输运方程组进行封闭,辐射传热模型采用适用于光学厚火焰的P-1模型.通过模拟两种典型的火灾情景:池火和欠通风室火,对扩展的模型进行了验证.结果表明,模型可以给出合理的预测结果,适用于火灾数值预测.     

腔室油池火轰燃前过程的尺度准则

以腔室油池火模拟受限空间的轰燃过程,建立了无量纲的腔室油池火控制方程组,通过分析浮力模型的不足,提出用热释放速率定义特征速度,进而建立腔室油池火的尺度准则.结果表明,为保持实验的相似性,应保持油池尺寸随腔室高度的3/4次方增长关系成立;通过油池尺寸为30,cm、60,cm和120,cm 3种尺度的模拟实验对比,发现无量纲温度和无量纲质量燃烧速率曲线吻合较好,实验结果能较好地满足尺度关系.     

柴油机缸内火焰辐射传热新模型

柴油机缸机的火焰辐射受诸多因素的影响,用理论分析法来确定它是相当困难的,由于柴油机缸内火焰辐射特性依赖于缸内的燃烧过程,而燃烧过程中的实际热力状态又可用示功图来分析,因此借助于火焰辐射与缸内热力参数之间的这种间接关系,建立了一种计算柴油机缸内火焰辐射传热的新模型,利用该模型对一台直喷柴油机缸内火焰辐射热流量随曲轴转角的变化情况进行了计算,将计算结果与实测结果进行了比较,表明该模型能较好预测缸内火焰     

通风条件下细水雾灭火的临界水流率

临界水流率是细水雾系统的重要设计参数.为了研究通风条件对细水雾灭火临界水流率的影响,开展了一系列细水雾熄灭木垛火的模拟实验.实验结果表明,对于木垛火,细水雾的临界水流率同时受到热释放速率、有效喷嘴直径、高度、风速和雾化锥角的影响.基于Heskestad的临界水流率预测模型,利用量纲分析得到的指数关系式对实验数据进行拟合,对纳入通风风速后的模型各参数指数进行了修正,从而将其拓展至通风条件下.     

小尺寸火焰传热阻碍规律的实验研究

应用小尺寸火蔓延实验装置(FPA),在不同的外加辐射强度和燃烧环境氧体积分数条件下,对两种常见聚合物PMMA和POM的燃烧特性和传热阻碍的测量方法进行了实验研究.研究发现,两种燃料的无量纲燃烧质量损失速率与无量纲外加辐射热流之间存在确定的通用线性关系,即"燃烧质量损失速率基线";火焰传热阻碍系数分别高达0.4和0.3,它随燃烧环境氧体积分数增加而增大,但不随外加辐射强度变化.研究为发展火蔓延理论模型和燃料可燃性测试方法提供了重要的参考依据.     

高原低压环境小尺寸乙醇池火辐射特性的变化

运用火灾相似模型分析中的辐射相似模型理论,推导了低气压环境下池火辐射特性与常压环境的关系.理论分析表明,池火的辐射分数随气压降低变化不明显,火源对外的热辐射与燃烧速率近似成正比关系.利用合肥及拉萨环境气压差异,在两地开展了边长范围 6～24 cm 的方形乙醇池火的燃烧速率及辐射通量对比实验,对理论分析进行了验证.实验结果表明,燃烧状态受池火尺寸影响,随燃料盆尺寸的增加,燃烧状态从层流主导向湍流主导过渡,两地燃烧速率比向气压比趋近,两地池火的辐射差异也相应改变.总的来说,拉萨高原环境下池火燃烧速率要普遍低于合肥地区,辐射强度也相对较小.